Question

小明、小花、小紅、小平四位同學都做過“探究凸透鏡成像規律”的實驗，圖為該實驗的裝置圖．
【測量凸透鏡的焦距】將凸透鏡正對太陽光，在透鏡的另一側移動光屏，在距透鏡10cm處，屏上呈現出最小最亮的光斑，則此凸透鏡焦距約是______cm．
【評估實驗的方案】小明方案：分別把點燃的蠟燭放在一倍焦距f和二倍焦距2f處，調整光屏到凸透鏡的距離，觀察并記錄在屏上能否成像以及所成像的特點，分析總結得出凸透鏡成像規律．
小花方案：除小明中的做法外，還應該把蠟燭放在大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，觀察并記錄對應的成像情況，才能總結得出凸透鏡成像的規律．
小紅方案：把點燃的蠟燭從距凸透鏡較遠的位置逐漸移近，通過不斷調整光屏到凸透鏡的距離，觀察并記錄在屏上能否成像，以及所成像的特點，包括觀察所成像隨蠟燭位置變化而變化的趨勢，尤其是在f和2f處所成像的情況，總結得出凸透鏡成像的規律．
小平方案：與小紅不同的是，將蠟燭從靠近凸透鏡的位置逐漸遠離，其它步驟相同．
以上四種方案中，哪些是科學合理的：______（小明/小花/小紅/小平）．
【解決實驗中問題】小花同學做實驗時，發現燭焰在光屏上的像偏高，如圖所示，若要使燭焰成像在光屏中心，只調節光屏，應將光屏向______（上/下）調節．

Answer 1

【答案】分析：（1）首先根據凸透鏡焦點和焦距的定義得出凸透鏡的焦距．平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點的凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距．
（2）探究凸透鏡成像規律包括：物體在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之間、小于一倍焦距時凸透鏡成像的性質；一倍焦距、二倍焦距兩側各有什么不同；物距逐漸減小時像距和像的變化規律等．
（3）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心．
解答：解：凸透鏡正對太陽光，是平行于主光軸的光線，經凸透鏡折射后得到最小最亮的光斑，這點是凸透鏡的焦點．
焦點距光心10cm，所以凸透鏡的焦距是10cm．
小明的方案只探究了一倍焦距f和二倍焦距2f處，像的性質，不全面，不合理．
小花方案只是探究了大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，探究不全面，并且在一個范圍內只測了一個位置，實驗結論很具有偶然性，不合理．
小紅方案探究物距逐漸減小時物體在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之間、小于一倍焦距時凸透鏡成像的性質；一倍焦距、二倍焦距兩側各有什么不同；物距逐漸減小時像距和像的變化規律等．探究比較全面，科學合理．
小平方案探究物距逐漸增大時物體在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之間、小于一倍焦距時凸透鏡成像的性質；一倍焦距、二倍焦距兩側各有什么不同；物距逐漸減小時像距和像的變化規律等．探究比較全面，科學合理．
蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心，如圖光屏的位置偏低，使光屏上移．
故答案為：10；小紅和小平；上．
點評：本題考查了凸透鏡的焦點和焦距、實驗中出現像未在光屏中央位置，如何調節等，更主要的明確了凸透鏡探究的幾個問題．